调控细胞形态相关基因表达提高P.putida KT2440突变株KTU-U13 生产PHA的能力#br#

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是多种细菌都能合成的一类多元聚酯,它具有类似于合成塑料的物化特性,同时又具备了合成塑料所不具备的生物可降解性、生物相容性、光学活性、气体相隔性等诸多特性,被认为是最有前途的生物塑料之一.P.putida KT2440 突变株KTU-U13 是本实验室之前构建的生理性能好、PHA 产量高的优良底盘细胞,而据文献报道,细胞体积越大越有利于积累更多的包涵体,通过扩展细胞大小,包括长度和宽度,减少PHA 颗粒的空间障碍,增加每个细胞的PHA 积累,可以提高产量. 本实验希望通过调控细胞形态相关基因mreB、ftsZ 及sulA 的表达进一步提高突变株KTU-U13 的PHA 产量,结果显示无论对mreB 和ftsZ 基因进行质粒过表达还是sRNA 抑制都没能提高PHA 产量,而质粒过表达sulA 基因使PHA 产率提高了10.21%. 该结果为在突变株KTU-U13的基础上进一步构建PHA 高产菌株提供了可参考的策略.     

食油假单胞菌ZJ03利用甘油合成生物材料PHA研究

生物柴油是解决日益能源紧缺问题的可行途径之一,备受学术界和产业界关注,然而,在制备生物柴油过程中,会产生以甘油为主的大量副产物,随着我国生物柴油产业的发展,副产物问题将日趋严重.假单胞菌可利用多种碳源合成具有良好生物可降解性和生物相容性的聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanonate,PHA),PHA可替代...     

新成果撷萃

用微生物发酵法生产的第三代生物可降解材料PHA(塑料),在医学、农业、食品、日用消费品等方面正在开发出越来越多的用途。在外科领域,典型的对PHA的应用是做手术试纸、绷带以及手术用手套的润滑粉,也可以用于与血液相容性的人体内膜,还可以用于血管移植物脉管代替物以及骨裂固定盘等。另外,PHA的水解单体又是药物合成中具有重要意义的手性药物中间体,在合成衣药和抗生素中有着不可或缺的重要作用。仅就农业领域,PHA可用做农药控制释放的载体。工程人员还可以利用其作为静电印刷中的上色剂,解决了纸张回收中遇到的塑性油膜难以与纸张脱离的难题。由于PHA产生气体具有阻隔性,在经过加工后可以使它     

海洋嗜盐古菌功能物质利用的遗传工程技术研究报告

极端嗜盐古菌是古菌域的一个重要生理类群,可以产生具有重要价值的产品,如生物可降解塑料PHBV和生物纳米材料紫膜等,但相关基础研究及生物技术亟待加强。该研究以重要海洋嗜盐古菌为材料,在基因组水平开展了其重要功能物质生物可降解塑料PHBV合成关键基因和途径的解析,以及其遗传、代谢及生物工程利用技术的研究,已取得如下研究成果:(1)完成了两株产PHA的极端嗜盐古菌的基因组注释和分析工作,通过基因敲除等手段,鉴定100多个与PHA代谢、碳源利用及调控相关的新基因,包括合成PHBV的关键酶基因pha A、bkt B、pha B、pha E和pha C;PHA颗粒结构蛋白编码基因pha P;以及一系列PHBV途径特异性基因等,形成了对嗜盐古菌PHA合成生物学的系统认识。(2)结合功能基因组及分子生物学技术,首次揭示极端嗜盐古菌合成PHBV独特的代谢途径,尤其是发现了4条可利用非相关碳源合成丙酰-Co A,进而为合成高质量PHBV提供3HV前体的独特的代谢途径。还利用功能基因组学等方法,在基因组水平研究了嗜盐古菌PHA可能的代谢调控机制。(3)构建了两株极端嗜盐古菌高效遗传操作系统,尤其是高效的基因敲除体系和基因表达系统。通过敲除富盐菌胞外多糖的编码基因,获得了PHBV产能优化的工程菌株。(4)建立了富盐菌及其工程菌生产生物塑料PHBV的5L发酵缸发酵工艺,发酵水平由前期的2 g/L提高到25.15 g/L(占细胞干重的50%);同时,发现该菌可利用更加廉价的几丁质和水解的纤维素作为碳源积累较高水平的PHBV。发酵条件的优化和廉价碳源的使用明显降低了PHBV的生产成本。该研究开辟了PHBV在古菌域中的遗传工程研究与开发的新领域,揭示了极端嗜盐古菌PHBV合成关键基因及其独特的代谢途径,研发了相关遗传操作与发酵技术,获得了性能提高的工程菌。这不仅为生产优良性能的PHBV提供了理论指导,还为降低PHBV生产成本,向实现其工业化生产迈进了重要的一步。     

聚羟基脂肪酸酯在组织工程中的应用

聚羟基脂肪酸酯（polyhydroxyalkanoate, PHA）是一系列由微生物合成的天然高分子材料,目前已发现有超过150种组成单体不相同的PHA聚合物。由于最常见也是研究最广泛的PHA——聚3-羟基丁酸（PHB）具有优良的生物相容性和生物可降解性,且其降解产物3-羟基丁酸（3HB）对多种疾病具有潜在的治疗功能,PHA相关材料在组织修复与再生领域得到广泛的关注。介绍了不同单体组成的PHA在修复骨缺损、愈合皮肤伤口、重建神经和递送药物等不同组织工程领域的应用,总结了对应的材料制备方法及组织修复机制,为后续PHA的生物医疗应用提供新的思路。     

SOE-PCR法构建新型PHA嵌合酶研究

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanonate,PHA)合酶是PHA合成过程中的关键酶,其活性和底物特异性决定PHA含量和单体组成.构建嵌合酶是改变PHA单体组成的一种有效方式.利用重叠延伸PCR(gene splicing by overlap extension,SOE-PCR)法,以富氧产碱菌和嗜水气...     

关于废聚合物回收利用的建议

1 使用过的废聚合物是一种宝贵的石油资源 石油化工中的"三大合成",是指塑料、橡胶、纤维的合成,它是以石油或石油气为原料的一类化学工业门类.由于石油化工产品的优良特性,其社会需求正在以空前的速度增长.因而出现石油化工与石油燃料并驾齐驱争夺石油资源的现象.     

海洋环境中的微塑料及其附着生物研究进展

近年来,废弃塑料造成的白色污染引起了人们的广泛关注.小于5 mm的塑料微粒(微塑料)在海洋环境中广泛分布,其表面附着生物,既包括对海洋生物甚至人体有害的潜在致病菌,又存在能够减少其污染的塑料分解菌.微塑料因其难降解的特性,可以在水环境中持久存在,其表面附着的微生物也能够长期稳定地生存.此外,微塑料可能通过食物链传递给更高营养级的生物,会被误食而影响到鱼类生长.本文综述了微塑料在海洋环境中的分布,微塑料表面含有或附着的有害物质对生物体的可能影响.探讨了微塑料表面附着的致病微生物及塑料分解微生物的生态效应,以及微塑料通过食物链向高营养级传递的可能性.对微塑料分布和表面附着生物可能引起的生态风险进行了分析.还指出了在塑料垃圾和微塑料对海洋生态系统的影响方面需要有更多的研究,以全面认识海洋微塑料及其附着物的生态效应,为海洋塑料污染治理提供科学依据.     

塑料光栅生物传感器的传感特性分析

采用塑料矩形光栅作为生物传感器,将生物分子介质置于光栅凹槽内,通过测量光栅衍射效率进行传感测量.给出塑料光栅生物传感器的厚度法和折射率法传感特性公式,并通过建立测量实验装置进行葡萄糖溶液浓度的测量.结果表明:传感器具有很好的线性响应,且厚度法比折射率法具有更高的灵敏度,前者测量灵敏度优于100 μg·dL^-1.     

产聚羟基烷酸的菌株分离及初步鉴定

为给今后构建产PHA的重组大肠杆菌提供PHA合成基因,从中国石化集团公司武汉石油化工厂的气浮池附近长期被石油污染的土壤中,经细菌的富集及分离纯化,筛选出两个产PHA的菌株。通过菌株的个体形态观察,发现这两株菌是可以在细胞中间产生不膨胀的椭圆形芽孢的革兰氏阳性杆菌,且相互成链,这与伯杰氏手册中对蜡状芽孢杆菌的描述相似,另外对这两株菌的培养特征、生理生化特征的研究,也表明这两株菌符合蜡状芽孢杆菌的特性,故初步鉴定这两株菌为蜡状芽孢杆菌。     

生物降解塑料的研究进展

作为解决人类生存环境中日益严重的"白色污染"问题的一条理想途径,降解塑料越来越受到人们的关注.本文论述了生物降解塑料的定义、机理、种类、合成、发展方向,并就其在工业、农业、生物、医疗等领域的应用前景进行了探讨.     

恶臭假单胞菌由辛酸积累PHA的初步研究

恶臭假单胞菌可以利用辛酸为唯一碳源合成中链聚 3 羟基烷酸 (mclPHA)。在摇瓶条件下 ,对辛酸钠浓度、初始 pH、限制营养因子、通气量对菌体细胞生长和PHA积累影响进行了研究。结果表明 ,对菌体生长而言 ,辛酸钠的最适浓度和最适初始 pH分别为 1.2～ 1.3%和 7.0 ,限制NH 4 可以获得PHA的最大积累量 ,高达细胞干重的 74 %。限制通气量有利于PHA合成     

菌丝体基塑料的发展现状与前景

 菌丝体基塑料具有原材料成本低、环境友好、安全、惰性、可再生等优点,有望取代现有聚苯乙烯基塑料而广泛应用于包装、建筑、交通等领域。简述了现有真菌栽培为基础的菌丝体基塑料的研究进展和现状,介绍了菌丝体基塑料的合成工艺、性能优势、主要应用和产业现状,从技术研发和市场应用两个方面进行了展望。关键词菌丝体基塑料;生物可降解材料;环境友好材料     

利用环氧丙烷生产二氧化碳基可降解塑料

二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下共聚可得到二氧化碳基生物可降解塑料.文章介绍了二氧化碳基生物可降解塑料的性能、生产技术现状和市场前景.对利用环氧丙烷生产二氧化碳基生物可降解塑料的工业化装置进行了简单的经济性分析,并提出了建设该项目可能遇到的问题.     

生物可降解塑料的发展近况

介绍了以天然高分子为基础的和以生物可降解的合成高分子为基础的，以及在不能为生物所降角的高分子中加入生物可降解物质，这三类生物可降解塑料的最新发展。     

浅析我国生物塑料前景

生物塑料产业与其他塑料产业相比,其优势在于其低碳、低能耗、无污染,是理想的塑料产品。我国的生物塑料前景光明,但是,我国是人口大国,对塑料产品的需求相应就大,如何发展我国的生物塑料企业同样需要认真对待。     

贝壳与球形塑料填料曝气生物滤池的硝化特性比较

采用曝气生物滤池．考察贝壳与球形塑料填料的硝化特性变化情况．研究结果表明，贝壳填料曝气生物滤池因贝壳中CaCO3的溶解为硝化反应提供碱度．硝化率保持在较高的水平．而球形塑料填料曝气生物滤池因碱度不足．硝化率处于较低的水平．贝壳填料曝气生物滤池内pH值沿池深方向呈逐渐升高趋势．而球形塑料填料滤池则相反．外加碱度可以提高曝气生物滤池的氨氮去除率．贝壳填料的曝气生物滤池相比于传统的塑料填料曝气生物滤池具有明显的硝化处理优势．     

微(纳米)塑料对淡水生物的毒性效应

微塑料和纳米塑料逐渐成为人们研究探讨的热点.在自然条件下,直径小于5 mm的塑料碎片(微塑料)可以进一步被降解为纳米级别(纳米塑料).微塑料和纳米塑料的粒径较小,很容易随着食物链富集,从而进入生物体内,甚至存在于人体内.微(纳米)塑料的化学性质稳定,可以在环境中长期存在,对环境造成一定的不良影响.本文主要综述了微(纳米)塑料对淡水环境的影响,包括微(纳米)塑料的来源和分布情况,微(纳米)塑料对淡水生物生长发育、繁殖、行为以及进入淡水生物体内或进一步进入生物体内各组织中对机体产生的毒性效应.     

聚合物型破乳剂的研制及其作用机理

本文根据大港原油的特性和破乳机理,设计合成了具有较高芳香度和适宜极性的聚合物型破乳剂,并详细阐述了该破乳剂的作用机理.该剂具有较强的表面活性及较强的增溶、絮凝、击破界面膜的能力,室内研究表明,该聚合物型破乳剂具有适宜极性(PHA=13～18)时,对大港三元复合驱模拟采出液具有较好的破乳脱水效果,优于目前油田常用的聚醚型破乳剂TA1031/F3111.     

科技动态

绿色包装的发展趋势 1 材料的改进、选择 1.1 采用可降解材料利用新的高分子合成技术,在高分子链上接上可分解的结构单元,使这种材料可光解或生物降解及生物/光双重降解。水和化学分解的塑料也应运而生,如水溶性的发泡塑料。 1.2 可食性包装材料 可食性包装材料代替传统塑料包装